Forskare har gjort ett genombrott i sökandet efter en ny, hållbar permanentmagnet.

De flesta permanentmagneter är gjorda av legeringar av sällsynta jordartsmetaller - men brytningen och bearbetningen av dessa material producerar giftiga biprodukter, leder till ekologiska utmaningar kring gruvor och raffinaderier med sällsynta jordartsmetaller. På samma gång, efterfrågan på permanentmagneter ökar eftersom de är en vanlig komponent i förnybar energi, konsumentelektronik och eldrivna fordon.

Ett team av forskare, leds av University of Leeds, har gjort ett genombrott i ett nytt avancerat material som på sikt kan ersätta permanenta magneter baserade på sällsynta jordartsmetaller. Forskarna har utvecklat en hybridfilm från ett tunt lager kobolt, som är naturligt magnetisk, täckt med molekyler av Buckminsterfulleren, en form av kol.

Närvaron av kolet ökade dramatiskt kobolts magnetiska energiprodukt, ett mått på styrkan hos en magnet, fem gånger vid låga temperaturer.

Fynden har publicerats i Fysisk granskning B .

Forskargruppen observerade ökningen av magnetisk styrka vid minus 195 grader Celsius, men de hoppas genom att kemiskt manipulera kolmolekylerna, de kommer att kunna få samma effekt vid rumstemperatur.

Dr Tim Moorsom, co-rektor utredare från School of Physics and Astronomy i Leeds, sa:"Detta är den första indikationen jag har sett att en sällsynt jordartsmetallfri magnet kan jämföras med något som samariumkobolt, en sällsynt jordartsmetallbaserad permanentmagnet.

"Även om vi bara har sett denna effekt vid låga temperaturer hittills, Jag är hoppfull att ett hybridmagnetiskt material som liknar detta en dag kommer att ersätta sällsynta jordartsmetaller permanentmagneter, hjälper till att mildra de miljöskador de orsakar. "

Även om kol inte är magnetiskt, hur molekylerna binder till koboltytan orsakar en magnetisk fästningseffekt, som förhindrar magnetismen i kobolten från att ändra riktning, även i starka motstridiga fält. Denna ytinteraktion är nyckeln till hybridmaterialets ovanligt höga magnetiska energi.

Även om det kan ta lång tid innan hybridmagneter är redo att användas i vindkraftverk eller elbilar, det finns andra tillämpningar som ligger närmare till hands.

Dr. Oscar Cespedes, medansvarig utredare, som också är i Leeds, sa "Även om rumstemperaturapplikationer i bulk permanent magnetism kan vara långt borta, användningen av molekylär koppling för att justera de magnetiska egenskaperna hos tunna filmer, till exempel i magnetiska minnen, är ett lockande prospekt som är inom räckhåll."